华为OD机考2025B卷 - DNA序列（Java & Python& JS & C++ & C ）

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2025华为od 机试2025B卷-华为机考OD2025年B卷

题目描述

一个 DNA 序列由 A/C/G/T 四个字母的排列组合组成。 G 和 C 的比例（定义为 GC-Ratio ）是序列中 G 和 C 两个字母的总的出现次数除以总的字母数目（也就是序列长度）。在基因工程中，这个比例非常重要。因为高的 GC-Ratio 可能是基因的起始点。

给定一个很长的 DNA 序列，以及限定的子串长度 N ，请帮助研究人员在给出的 DNA 序列中从左往右找出 GC-Ratio 最高且长度为 N 的第一个子串。

DNA序列为 ACGT 的子串有: ACG , CG , CGT 等等，但是没有 AGT ， CT 等等

数据范围：字符串长度满足 1≤n≤1000 1≤n≤1000 ，输入的字符串只包含 A/C/G/T 字母

输入描述

输入一个string型基因序列，和int型子串的长度

输出描述

找出GC比例最高的子串,如果有多个则输出第一个的子串

示例1

输入

ACGT
2

输出

CG

说明

ACGT长度为2的子串有AC,CG,GT3个，其中AC和GT2个的GC-Ratio都为0.5，CG为1，故输出CG

示例2

输入

AACTGTGCACGACCTGA
5

输出

GCACG

说明

虽然CGACC的GC-Ratio也是最高，但它是从左往右找到的GC-Ratio最高的第2个子串，所以只能输出GCACG。

解题思路

滑动窗口算法是解决这类子串问题的理想方法，尤其在需要查找固定长度子串的特定特性时。对于寻找最高GC比率的DNA子串问题：

1. 窗口定义：固定大小为子串长度的窗口，在DNA序列上从左到右滑动

2. 初始窗口：计算序列开头的第一个子串中G和C的数量，得到初始GC比率

3. 窗口滑动：窗口向右移动时，只需考虑两个变化：

   • 移出窗口的字符（如果是G或C，GC计数减1）
   • 移入窗口的新字符（如果是G或C，GC计数加1）

4. 增量计算：无需重新扫描整个子串，只需调整计数器

   • 时间复杂度从O